氩弧熔覆TiB/FeB增强Fe基复合涂层组织与性能研究

以Fe粉、Ti粉和B粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出TiB/FeB增强Fe基复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.并测试了涂层的硬度和耐磨性.结果分析表明:在Q235钢表面成功制备了以α-Fe为基体,以TiB/FeB颗粒为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 100HV,涂层耐磨性较基体提高近12倍.复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损.     

Q235钢表面氩弧熔覆MoNiSi/Ni_3Si金属硅化物复合涂层组织与性能研究

以Mo粉、Si粉、Ni粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面原位合成了MoNiSi/Ni3Si金属硅化物复合涂层,分析和测试了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性.结果表明:在Q235钢表面成功制备了以MoNiSi/Ni3Si为基体,以金属硅化物MoNiSi为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 000HV,涂层耐磨性较基体提高12倍.     

焊接电流对铁基硼化物涂层的组织性能影响

采用氩弧熔敷技术,Fe Ti70粉末和B粉作为预制合金粉,在Q235钢表面原位合成铁基硼化物涂层,研究焊接电流对复合涂层组织和性能的影响.对涂层进行一系列组织性能表征,利用X射线衍射仪分析涂层物相组成,利用光学显微镜观察组织形貌及分布,同时使用显微硬度计测量涂层硬度.结果表明,涂层中主要有Ti B2、Fe2B、Fe B、Ti B增强相;当焊接电流从120 A增加到150 A时,硼化物晶粒变得粗大;显微硬度从基体到涂层的顶端呈现梯度上升,并且涂层平均显微硬度为1165HV0.1,约为基体的5倍.     

氩弧熔覆原位自生(Ti,Nb)C增强镍基复合涂层的抗磨性能

以Ti、C、Nb粉和Ni60A合金粉末为原料,采用氩弧熔覆技术在16Mn钢基材表面分别制备(Ti,Nb)C颗粒增强Ni60A复合涂层(C-Ti-Nb-Ni60A涂层)和Ni60A涂层。应用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对2种涂层的显微组织和物相进行观察与分析,测试涂层的显微硬度和不同载荷下的磨损性能,分析磨损机制。结果表明:C-Ti-Nb-Ni60A复合涂层与基体间呈冶金结合,界面间无气孔和裂纹;C-Ti-Nb-Ni60A复合涂层的显微硬度较基体16Mn钢提高近5倍,较Ni60A涂层提高0.45倍;常温干滑动200 N载荷条件下,CTi-Nb-Ni60A复合涂层的耐磨性能较基体16Mn钢提高6倍,较Ni60A涂层提高近2倍。16Mn钢表面发生严重的磨粒磨损和粘着磨损,Ni60A涂层表面以磨粒磨损为主,C-Ti-Nb-Ni60A复合涂层的磨损机理为显微檫伤磨损。     

熔覆电流对等离子熔覆ZrB_2-ZrC铁基复合涂层组织与性能的影响

采用等离子熔覆技术,在Q235钢表面原位反应合成了ZrB_2-ZrC增强的铁基复合涂层,分析了等离子电流对涂层组织及性能的影响。在100A熔覆电流下制备的涂层,显微硬度可达1017.7HV_(0.2),在100N的载荷下涂层的摩擦系数和磨损体积明显低于Q235钢基体,涂层耐磨性显著提高。     

氩弧熔敷原位自生TiC／Ni60A复合涂层的滑动磨损特性

利用氩弧熔敷技术,以Ni60A自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在16Mn钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层以提高基体的耐磨性.借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析.结果表明:熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷,TiC颗粒弥散分布于熔敷层中;复合涂层有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能并随着(Ti C)含量的增加而提高.     

真空感应熔覆高碳铬铁粉/铁基自熔合金的应用研究

以高碳铬铁粉和铁基合金粉末作为涂覆粉末,通过真空感应熔覆技术在45号钢表面获得具有较高硬度的复合涂层,并实现熔覆层与基体材料良好的冶金结合。通过宏观洛氏硬度测试、微观显微硬度测试、X射线衍射分析、显微组织分析、能谱分析进一步分析复合材料的组织结构和性能指标。分析结果显示:熔覆层的表面洛氏硬度HRC能够达到63以上,由熔覆层向基体材料内部显微硬度呈梯度分布;硬质增强相主要是Cr7C3、Cr2B等物相组成,分布在熔覆层和过渡区中,提高了涂层硬度。     

激光熔覆Fe基TiC涂层的组织与性能

采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备含TiC质量分数为20%~50%的Fe基TiC复合涂层。分别用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X线衍射(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损机对熔覆层的微观组织、物相、硬度及耐磨性进行研究。结果表明:当TiC质量分数为30%时,涂层组织致密,TiC颗粒分布均匀、部分溶解、尺寸减小;涂层主要是由α-Fe固溶体,Fe C,Fe B,B4C,B4Si,Cr5B3,Ti B以及未溶解的TiC等组成;当TiC质量分数为30%时,熔覆层平均维氏硬度为783.8,磨损率为45#钢基体的1/38。     

感应钎焊微纳米WC-Ni基复合涂层性能研究

以微米、纳米WC为增强相，自熔合金Ni60A为钎焊材料，采用感应钎焊的方法在Q235低碳钢基体上制备了微纳米WC—Ni基复合涂层。通过用扫描电镜观察涂层的显微组织、用X射线衍射分析相组成和用能谱分析涂层的成分，研究了纳米颗粒WC的加入对涂层的显微组织和相组成的影响，以及对涂层硬度和耐磨性能的影响。结果表明，在相同试验条件下，添加纳米WC的涂层中，相组成中WC相较多，并且出现了少量的W2C硬质相，提高了涂层的硬度和耐磨性。     

燃气流量对TiB_2-50Co涂层组织及耐磨损腐蚀性能的影响

将质量比为1∶1的Ti B2硬质相和Co粘结相通过机械球磨方式制备Ti B2-50Co金属陶瓷复合粉末,将所制备的复合粉末通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)在不同的燃气流量下沉积3种Ti B2-50Co涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制备的粉末和不同涂层的显微组织和相组成进行了表征,探讨了燃气流量对涂层的组织结构、硬度值、耐磨损和耐熔融铝硅腐蚀性能的影响。结果显示,3种涂层呈典型的层状结构,涂层均具有较好的致密性,其中以燃气流量为30 L·min-1的涂层孔隙率最低,涂层与基体之间结合良好。3种涂层的主要物相与所制备的复合粉末相同,仍为Ti B2和Co两相;3种涂层的硬度值明显高于Q235钢,其中燃气流量为30 L·min-1的涂层硬度值最大(HV0.3(583±71))。3种涂层均具有良好的耐磨损和耐熔融铝硅腐蚀性能,其中燃气流量为30 L·min-1的涂层磨损失重量仅为0.98mg,腐蚀后涂层的主要物相未发生改变,仍然为Ti B2和Co两相。     

真空熔结钢结硬质合金/Q235钢界面组织性能研究

采用真空熔结工艺制备了TiC钢结硬质合金/Q235钢复合板,研究了复合板界面显微组织和力学性能。结果表明：钢结硬质合金与Q235钢基体之间形成了一定宽度的互溶区,互溶区宽度主要取决于熔结温度和熔结时间。Mn、Ni、Mo元素由钢结硬质合金经互溶区向基体中扩散,Fe元素由基体通过互溶区向钢结硬质合金扩散。互溶区是材料显微组织、化学成分及显微硬度变化的过渡区。复合板界面剪切强度为176～245 MPa,表明钢结硬质合金与Q235钢基体之间形成冶金结合。     

反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织与性能研究

采用工业纯钛粉,利用反应等离子喷涂技术,在45钢表面原位合成TiN复相涂层。利用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用扫描电镜观察涂层的组织结构、显微压痕、断口和磨损形貌,采用能谱仪分析压痕微区成分,测试了涂层的显微硬度和耐磨性能。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3、Ti3O组成;涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间、层与基体之间结合较好;涂层的显微硬度为983~1 254 HV0.1;显微压痕形状清晰、规则,且压痕周围无翘边现象;断口形貌说明涂层具有一定的韧性,为介于陶瓷材料与韧性材料之间的混合断裂机制;涂层在低载荷时耐磨性能最佳。     

反应等离子熔覆原位合成TiN复合涂层微观组织及显微硬度研究

Ti N相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性。采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了Ti N复合涂层。采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性。结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶Ti N相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上。复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·m。     

扫描速度对激光熔覆TiB_2-TiC/Ni复合涂层组织与性能的影响

在Q235D钢表面激光熔覆制备了TiB_2-TiC/Ni复合涂层,分析了扫描速度对涂层组织及性能的影响。涂层主要由Ni、TiB_2和TiC等物相组成。随着扫描速度的增加,陶瓷相的颗粒逐渐细化。在380mm/min的熔覆速度下制备的涂层,显微硬度为1216HV0.2,在100N的载荷下涂层的摩擦系数和磨损损失明显降低,具有较好的性能。     

高功率半导体激光宽带熔覆WC-NiSiB耐磨涂层的组织结构与性能

采用3kW高功率半导体激光器,在45钢基体上制备不同WC含量(质量分数20%~80%)的WC-NiSiB复合涂层,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)对熔覆层的微观组织、成分分布及物相进行表征,并测试涂层试样的硬度与耐磨性能。结果表明,激光熔覆WC-NiSiB复合涂层组织主要由γ-Ni、WC、W2C、WB、W2B、Ni4B3及Ni4W等物相组成,熔覆层与基体形成冶金结合。涂层与基体的结合区,从熔合线开始逐渐向上的组织依次为垂直于界面的胞状晶、柱状晶和枝状晶,熔覆层中部为沿一定方向生长的树枝晶,表层为异向生长的细小树枝晶。随WC颗粒含量增加,涂层中WC颗粒分布更加密集。WC含量为60%时,WC颗粒分布均匀致密,熔覆层无裂纹,熔覆层的硬度最高达到1291HV,为NiSiB合金层硬度的2.7倍,耐磨性是NiSiB合金层的6.8倍。     

超音速活性电弧制备锅炉用耐磨涂层性能研究

以FeCrNiBSi丝材为喷涂材料,采用Flame Arc超音速活性电弧喷涂系统在Q235钢为基体的工业锅炉用材料表面制备出结合强度高、耐磨性强的涂层;通过金相观察、拉伸试验、摩擦磨损试验,分别评价FeCrNiBSi涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度和耐磨损性能;并通过扫描电子显微镜观察涂层微观形貌和磨损形貌。结果表明,涂层与基体结合良好,界面处未见任何分离,涂层结构比较致密,孔隙较少,孔隙率为0.71%,硬度为720 HV0.3,与基体结合强度达到60 MPa。相对于Q235钢,FeCrNiBSi涂层具有优异的抗磨损性能,其抗磨损性能是Q235钢的28倍。FeCrNiBSi涂层磨损机理为显微犁削和黏着磨损,耐磨性良好,具有良好的应用前景。     

激光熔覆涂层的界面组织和冲击载荷作用下的性能

45钢及1Cr18Ni9Ti表面采用激光熔覆WFCL-11涂层,研究了该涂层与基体界面及表面显微组织和硬度,分析了在冲击载荷作用下,显微组织、结合性能、硬度变化等特点.研究了不同基材与熔覆材料对结合面性能的影响.     

半导体激光熔覆Ni包B_4C涂层的组织与性能

在304不锈钢表面采用半导体激光熔覆制备Ni包B_4C涂层,研究激光加工参数对涂层的组织形貌、物相组成、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,当激光功率为3 k W和扫描速度为6 mm/s时,熔覆层无气孔、无裂纹,与基体呈冶金结合;熔覆层的显微组织为枝晶共熔体和再生的二次枝晶,熔覆层的主要物相由γ-Ni,Ni_4B_3,Fe_3C,B_4C,B_(13)C_2,Cr_3Ni_2,(Fe,Ni)23C6和Fe_(23)(C,B)_6等组成;熔覆层具有较高的硬度(平均值为900 HV_(0.2)),耐磨性是基体的7.6倍,硬度和耐磨性的提高归因于熔覆层中未完全熔解的B_4C颗粒以及新形成的强化相和硬质相。     

钛合金表面激光熔覆Ti-Mo-Si涂层组织研究

为了改善钛合金的硬度和耐磨性能,利用5 k W YLS-5000光纤激光器,在TC4合金表面分别激光熔覆纯Ti粉、Ti-15%(Mo+Si)和Ti-30%(Mo+Si)混合粉末(质量分数,Mo与Si原子比为1∶2),通过正交实验选择合适的功率和扫描速度等工艺参数,得到3种不同的涂层,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对熔覆层的微观组织进行观察和研究、X射线衍射仪(XRD)研究熔覆层相组成,用显微硬度仪测得3种熔覆层的硬度。结果发现,功率为3 k W扫描速度10 mm·s-1得到熔合较好,缺陷较少的熔覆层。熔覆纯钛粉涂层组织为细小针状马氏体α'相,熔覆Ti-15%(Mo+Si)涂层在界面处共析出白色条状Ti Si2,熔覆Ti-30%(Mo+Si)涂层上部出现了镶嵌在涂层中的分块状Mo5Si3,MoSi2硬质相,而且白色晶间析出物增多,XRD结果显示β相增多。3种涂层熔覆区硬度有很大的区别,熔覆纯钛粉涂层平均硬度为HV0.2500左右,熔覆Ti-30%(Mo+Si)涂层最高硬度达到了HV0.21120,是基体的3.4倍左右。分析比较了3种涂层组织差异的原因,Mo,Si元素添加对钛合金组织的影响,结合热力学分析,探讨混合粉末形成Mo Si2的反应机制。     

原位生成Ti(CyN1-y)颗粒增强金属基复合熔覆层强化机制

以横流二氧化碳激光束作为诱导热源,利用激光熔覆工艺在铸钢基材表面形成含有Ti(CyN1-y)增强粒子的铁基熔覆层,熔覆层质量良好。用光镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观手段对复合熔覆层的组成、形貌及强化机制进行分析,并采用光学显微硬度计对熔覆层的显微硬度进行测试。结果表明:复合熔覆层是由粘结金属基体和呈弥散分布于其中的第二相粒子Ti(CyN1-y)组成。新生成的Ti(CyN1-y)硬质点颗粒形貌多呈不规则形状,在熔覆层中的增强相是以Ti(C0.3N0.7)和Ti(C0.2N0.8)这两种形式存在的。熔覆层的显微硬度HV0.2达到800～900。复合熔覆层中存在细晶强化、硬质点的弥散强化和固溶强化等强化机制。